Maximiser le potentiel méthanogène des intrants : nouvelle méthode d'évaluation

Lauréat de l'AAP prétraitements des intrants en méthanisation (2023), NASKEO publie une méthode innovante pour évaluer les performances des technologies sur une unité de méthanisation de taille industrielle

Pourquoi une méthode d'évaluation spécifique ?

En 2018, dans son étude “Renforcer la compétitivité de la filière biométhane française”, le cabinet ENEA a identifié la maximisation du pouvoir méthanogène des intrants comme un élément clé pour la compétitivité du biométhane. Pour relever ce défi, de nombreuses technologies sont en développement ou commercialisées.

Aujourd'hui, plusieurs technologies permettent de maximiser le pouvoir méthanogène des intrants :         

• Prétraitements mécaniques : broyage, cavitation, etc.
• Prétraitements biologiques, biochimiques, et chimiques : hydrolyse, etc.
• Prétraitement thermique.
• Ajouts d'additifs : enzymes, oligoéléments, biochar, etc.
• Cotraitement : Boucle de recirculation sur digesteur (exemple : capter et traiter les intrants en flottaison)

Cependant, ces dispositifs sont généralement évalués à l'échelle de laboratoires ou de pilotes, rendant difficile l'extrapolation de leurs performances à l'échelle industrielle. En effet, à l'échelle industrielle, l'absence de méthodologie standardisée empêche une évaluation et une comparaison objectives de ces technologies. Par conséquent, il est difficile pour les producteurs de biogaz de choisir en toute confiance ou avec une garantie de performance suffisante, un système pour maximiser le potentiel méthanogène des intrants sur un site de méthanisation.

Objectifs et contexte de la méthode NASKEO

Dans le cadre de l'AAP prétraitements des intrants en méthanisation (2023), financé par GRDF, NASKEO a développé et publié une méthode pour l'évaluation de cinq de ces technologies. Le document est téléchargeable via ce lien.

Le manuel détaille la méthode et les moyens à mettre en œuvre pour garantir la robustesse des résultats, et présente un exemple concret de son application sur un site de méthanisation.

Fonctionnement de la méthode

La méthode repose sur l'utilisation de deux digesteurs identiques : un pour tester la technologie et l'autre comme témoin.

1.   Homogénéisation :

Avant de commencer l'expérimentation, les contenus des deux digesteurs sont homogénéisés à l'aide d'une troisième cuve. Ils sont ensuite alimentés par la même ration pendant un demi-temps de séjour sans que la technologie à tester soit mise en marche . La composition du digestat, la productivité et la qualité du biogaz sont analysées. Si un paramètre varie de plus de 5 %, une nouvelle homogénéisation est nécessaire avant de débuter l'expérimentation.

2.   Expérimentation :

Suite à l'homogénéisation, les deux digesteurs ont un fonctionnement et des performances identiques. La technologie à tester est alors mise en marche et les 2 digesteurs sont alimentés avec des rations identiques.

L'expérimentation doit se dérouler sur au moins deux temps de séjour afin de vérifier l'effet durable du traitement. En effet, les auteurs ont observé que certaines solutions perdent de leur efficacité avec le temps.

En adoptant cette approche, on élimine les variations de production dues au potentiel méthanogène des intrants et aux conditions climatiques afin de s'assurer que la variation observée découle de la technologie évaluée. 

Limites de la méthode

Les auteurs identifient plusieurs limites à la méthode, notamment en ce qui concerne le traitement et l'analyse des résultats. La multitude de paramètres impliqués et la précision nécessaire des équipements de mesure rendent l'intégration des calculs d'erreurs complexe, ce qui affaiblit la robustesse des résultats. En raison de moyens techniques : difficilement applicables sur le digestat et dans des conditions de fonctionnement industriels, certaines grandeurs physiques, telles que la viscosité et la consommation électrique, n'ont pas pu être mesurées de manière satisfaisante lors de l'expérimentation menée par NASKEO. Enfin, la méthode reste complexe et coûteuse à mettre en œuvre.

Un site de méthanisation construit par NASKEO a déjà été modifié pour mettre en œuvre la méthode, ce qui permettra de tester d'autres technologies sur ce site à l'avenir.

Conclusion

Bien que des améliorations soient encore nécessaires, cette méthode améliore significativement la qualité de l'évaluation des technologies de maximisation du potentiel méthanogène des intrants. L'adoption de méthodes similaires permettrait une meilleure évaluation des performances en conditions réelles, facilitant ainsi la prise de décision pour les producteurs de biogaz.

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